【单片机毕业设计】基于 STM32 单片机的环境感知自动调光控制系统设计基于 STM32 单片机的红外测距坐姿预警照明装置设计（023608）-171主机测评

博主介绍：✌️码农一枚，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于嵌入式单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战 ✌️技术范围：：单片机，STM32单片机，51单片机，小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。主要内容：免费开题报告、任务书、全bao定制+中期检查PPT、代码编写、🚢文编写和辅导、🚢文降重、长期答辩答疑辅导、一对一专业代码讲解辅导答辩、模拟答辩演练、和理解代码逻辑思路。特色服务内容：答辩必过班（全程一对一技术交流，帮助大家顺利完成答辩，小白必选）全网粉丝50W+，累计帮助2000+完成优秀毕设 🍅文末或主页侧边栏获取源码🍅 👉👉👉👉点击获取源码 👈👈👈👈 感兴趣的可以先收藏起来，还有大家在毕设选题，项目以及🚢文编写等相关问题都可以给我留言咨询，希望帮助更多的人

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文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 单片机的智能护眼台灯设计与实现

基于 STM32 单片机的人体感应智能照明系统设计

基于 STM32 单片机的坐姿监测与智能调光装置设计

基于 STM32 单片机的环境光检测定时照明设备设计

基于 STM32 单片机的多模式智能护眼照明装置开发

基于 STM32 单片机的久坐提醒智能台灯系统设计

基于 STM32 单片机的环境感知自动调光控制系统设计

基于 STM32 单片机的红外测距坐姿预警照明装置设计

基于 STM32 单片机的 10 档可调智能照明硬件系统设计

基于 STM32 单片机的带时钟闹钟智能护眼灯设计与实现

基于 STM32 单片机的人体存在感应节能照明系统设计

基于 STM32 单片机的光线采集自适应补光装置设计

基于 STM32 单片机的按键式手动自动双模式台灯设计

基于 STM32 单片机的 LCD1602 显示智能照明设备开发

基于 STM32 单片机的 DS1302 定时提醒智能照明系统

基于 STM32 单片机的多传感器融合护眼照明装置设计

基于 STM32 单片机的声光报警坐姿提醒智能台灯设计

基于 STM32 单片机的环境光照采集智能调光硬件实现

基于 STM32 单片机的可设置闹钟智能护眼照明系统设计

基于 STM32 单片机的室内人体感应节能补光装置设计

项目研究背景

随着数字化学习与线上办公模式的普及，长时间伏案阅读、使用电子设备已成为普遍现象，不合理的照明环境与不良坐姿极易引发视力下降、颈椎劳损等健康问题。传统台灯大多功能单一，仅支持固定档位手动开关，无法感知环境光线变化，也不能识别用户的存在状态与坐姿情况，智能化程度较低。部分简易智能照明产品仅实现基础的光强采集，缺少人体感应、坐姿距离检测、久坐计时提醒等一体化功能，难以兼顾护眼、节能、健康监测多重需求，设备交互与状态信息展示能力不足。嵌入式物联网技术的快速发展，使低成本多传感器硬件集成方案逐步成熟，STM32 单片机具备丰富外设接口与稳定运算能力，适合小型智能硬件开发。本课题依托嵌入式传感技术，集成人体感应、光敏采集、红外测距、实时时钟等模块，设计集自动调光、手动控制、坐姿预警、久坐定时提醒于一体的智能护眼照明装置，解决传统台灯功能割裂、适配性差的痛点，为桌面学习场景提供兼顾节能与健康防护的硬件方案，具备实际应用价值。

摘要

本课题设计一款基于 STM32 单片机的智能护眼台灯系统，集成多种传感器实现环境感知与健康提醒功能。系统以 STM32F103C8T6 为主控芯片，利用 5516 光敏电阻采集环境光照强度，HC-SR501 人体感应模块检测室内人员状态，红外接近传感器监测用户坐姿距离，DS1302 时钟芯片实现计时、闹钟与久坐累计计时功能，搭配 LCD1602 液晶屏幕展示光照、时间、设备工作状态。系统支持自动、手动两种工作模式，灯光共设置 10 档亮度调节。自动模式下依据环境光线自动调节补光亮度，无人时自动关灯，距离过近或久坐超时触发声光提醒；手动模式可通过按键调整亮度、校准时钟与设置闹钟，到达闹钟时间触发报警。经硬件调试，系统能够稳定完成光照采集、人体检测、坐姿预警、定时提醒等功能，可应用于桌面学习场景，实现照明节能与用眼坐姿健康监测。

总体方案

STM32F103C8T6 主控单片机：作为整个装置的控制核心，负责读取各类传感器采集的数据，执行模式判断、亮度计算、计时逻辑，控制 LED 灯光、LCD 屏幕、声光报警模块的输出。该芯片外设资源丰富，IO 口数量充足，成本适中，是嵌入式小型硬件项目的常用选型，能够满足多传感器接入、实时数据运算的开发需求。

HC-SR501 人体感应模块：用于检测环境内是否有人，将人体存在信号传输至单片机。在自动模式下，单片机依据该信号判断是否开启照明，无人时自动关闭灯光，实现节电，适用于桌面学习场景的人体状态感知。

5516 光敏电阻：采集环境光照强度，将光信号转化为模拟电压信号送入单片机，为自动调光功能提供原始环境光数据，支撑环境亮度检测与显示功能。

红外接近传感器：实时检测用户头部与台灯的距离，将距离信号发送给主控芯片，当用户距离过近时，单片机驱动声光模块进行坐姿报警提醒，用于预防近距离用眼。

DS1302 实时时钟芯片：独立硬件时钟模块，不受单片机断电影响，持续记录年月日时分秒，提供闹钟计时、久坐时长累计功能，为定时提醒、坐姿久坐提醒提供时间基准。

LCD1602 液晶显示屏：作为人机交互显示模块，接收单片机发送的数据，展示实时时间、环境光照强度、人体检测状态、当前工作模式、灯光档位等信息，直观反馈设备运行状态。

LED 灯组：作为照明执行部件，接收主控输出信号，实现 10 个档位的亮度调节，完成补光照明功能。

4 个独立物理按键：分为设置、增加、减小、模式切换按键，供用户手动切换工作模式、调整灯光亮度、设置时钟与闹钟参数，实现人工交互控制。

声光报警模块：由蜂鸣器与 LED 提示灯构成，接收单片机控制信号，在坐姿距离过近、久坐超时、闹钟到达指定时间时触发声光提醒。

PC 计算机：作为开发调试硬件，搭载开发软件，完成程序编写、编译、烧录、在线调试工作，是嵌入式程序开发的基础环境。

核心功能

环境光照采集与显示功能：使用 5516 光敏电阻持续采集环境光照强度，将采集数据传输至 STM32 单片机进行处理，处理后的光照数值输出到 LCD1602 屏幕展示。用于感知环境明暗，作为自动调光的判断依据，用户可以直观查看当前环境光照情况。

人体感应节能控制功能：在自动工作模式下，HC-SR501 人体感应模块实时监测场景内是否有人，当检测到环境无人时，主控自动关闭 LED 照明，减少电能消耗；检测到有人时，启动照明相关逻辑，适用于学习时人离开自动关灯的节能场景。

LCD1602 综合信息显示功能：液晶屏幕实时展示系统运行信息，包含实时时间、环境光照强度、人体感应检测结果、当前工作模式、灯光档位等控制信息，作为人机可视化交互载体，让用户掌握设备当前状态。

模式切换与状态显示功能：通过模式切换按键，用户可以在自动模式、手动模式之间切换，切换完成后 LCD 屏幕同步更新当前工作模式标识，便于用户识别系统运行模式。

实时时钟与定时提醒功能：依托 DS1302 时钟芯片获取精准时间，实现年月日时分秒的计时显示；支持设置闹钟时间与久坐计时阈值，用于学习计时提醒、闹钟定时提醒，到达设定时间触发提醒逻辑。

自动模式综合控制功能：

自动调光：检测到有人存在时，依据环境光照强度自动匹配灯光亮度，共 10 个档位，环境光线越弱，补光占比越高，实现自适应补光。
坐姿距离预警：红外接近传感器持续检测用户距离，若用户头部距离台灯过近，系统启动声光报警，提醒用户调整坐姿，保护视力。
久坐累计提醒：系统持续累计用户久坐时长，不受光照、人体感应状态影响，当累计时长达到设定阈值，触发声光提醒，提醒用户休息。

手动模式控制功能：

灯光档位手动调节：利用增加、减小按键调整 LED 灯光档位，屏幕同步更新档位数值，用户自主控制照明亮度。
系统时钟校准与闹钟配置：通过设置按键配合增减按键，修改系统年月日时分秒，同时支持设置一组闹钟时间。
闹钟声光报警：当系统时间匹配设定闹钟时间，声光模块触发提醒，按下设置按键即可关闭闹钟报警。

技术路线

C 语言：本课题嵌入式主控程序开发语言，用于编写传感器数据读取、逻辑判断、按键扫描、屏幕显示、PWM 灯光调光、计时提醒等底层业务代码，适配 STM32 单片机的开发环境，是嵌入式硬件开发主流编程语言。

Keil MDK5 开发工具：STM32 单片机程序编写、代码编译、程序烧录与在线调试工具，用于完成工程创建、代码语法检查、固件编译，将编译完成的程序下载至主控板，调试硬件逻辑 BUG。

STM32 标准库：单片机底层驱动库，简化 GPIO、ADC、定时器、I2C 等外设的驱动代码编写，降低底层寄存器开发难度，快速完成传感器、屏幕、LED 灯、按键的驱动开发，适合本科嵌入式开发。

Proteus 仿真软件：硬件电路仿真工具，前期用于绘制电路原理图，模拟传感器、单片机、显示模块的电气连接，在实物焊接前验证电路逻辑，减少实物调试的硬件故障。

Altium Designer：绘制硬件电路原理图与 PCB 电路板，完成元器件布局布线，生成 PCB 文件用于加工硬件电路板，实现装置硬件载体的设计。

ST-Link 下载器：硬件调试外设，连接 PC 与 STM32 开发板，完成程序烧录与在线断点调试，实时查看单片机内部变量、传感器采集数据，方便定位程序逻辑问题。

串口调试助手：PC 端调试工具，通过串口接收单片机上传的传感器采集数据、系统状态信息，用于验证光敏、人体感应、红外测距的数据采集是否正常。

万用表、示波器：硬件测试工具，焊接完成后检测电路电压、信号输出，排查短路、传感器信号异常等硬件故障，完成硬件功能验证。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。